Tostación sulfatante

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ESTUDIO DE LA TOSTACIÓN SULFATANTE DE MINERALES CALCOPIRITA EN EL HORNO NICHOLS


RESUMEN

La tostación sulfatante es un reacción heterogénea sólido-gas, la difusión de los gases tanto en la capa de productos como en la capa de Nernst y la velocidad de reacción química influyen directamente en la velocidad global del proceso. En este caso se utilizó 1,2 kg de calcopirita la cual se tostó enel horno Nichols a 600°C, con una atmósfera oxidante =1,422 durante 7 horas, se tomaron muestras de mineral cada hora que posteriormente fueron lixiviadas durante 30 min con agua y ácido sulfúrico (20g/l) y otra porción llevada a disgregación ácida. El proceso consta de dos partes, la primera hasta antes de la hora tres en la que se favorece la formación del CuO y el SO3, y la segunda después dela hora tres donde se produce la tostación sulfatante que es nuestro objeto de estudio. Se determinó el valor de la velocidad específica de reacción k igual a 3,500 *10-2 (cm/s) la cual es influenciada en pequeña medida por la difusión del oxígeno a través de la capa de producto con una difusividad efectiva De igual a 2,130*10-3 (cm2/s) y prácticamente no se ve afectada por la difusión a travésde la capa Nernst con un valor de Kg igual a 363,886 (cm/s). Mediante el valor de t* se puede observar que el proceso controlante en la tostación sulfatante es la reacción química. Finalmente, se obtuvo una relación que permite calcular la conversión del CuSO4 en función del tiempo tc y que está dada por: X_B=-1,137*〖10〗^(-9) t_c^2+8,731*10^(-5) t_c-0,751.

ABSTRACT

The sulfate roasting is aheterogeneous solid-gas reaction, the gases diffusion in the layer of products as in the Nernst layer and the speed of chemical reaction directly influence the overall speed of the process. In this study was used 1,2 kg of chalcopyrite, this sample was roasting in the in the Nichols furnace at 600°C, with an oxidizing atmosphere, = 1422 for 7 hours, ore samples were taken every hour that werelater leachate for 30 minutes with water and sulfuric acid (20g / l) and another portion carried disintegration acid. The process consists of two stages, one hour before until three in which favors the formation of CuO and SO3, and the second after the three hours where the sulfate roasting which is our subject of study. It was determined the value of the specific reaction speed k equal to 3,500*10-2(cm/s) which is influenced to a small extent by the diffusion of oxygen through the layer of products with an effective diffusivity of 2,130*10-3 (cm2/s) and practically is not affected by the spread through the Nernst layer with a value Kg equal to 363,886 (cm/s). By the value of t * can be seen that the process in controlling the sulfate roasting is the chemical reaction. Finally, there was arelationship that allows calculating the conversion of CuSO4 as a function of time tc and that is given by: X_B=-1,137*〖10〗^(-9) t_c^2+8,731*10^(-5) t_c-0,751.





INTRODUCCIÓN

La tostación es un proceso que consiste en la reacción entre sólidos y gases a altas temperaturas que permite transformar estos sólidos en otros compuestos sólidos más favorables para la posterior recuperación desus elementos de valor. En la tostación tradicional intervienen reacciones químicas con la atmósfera del horno a temperaturas inferiores a los puntos de fusión de la carga o del producto. [1,2]

Desde el punto de vista químico, en la tostación pueden ocurrir reacciones tales como la oxidación, la reducción o magnetización (reducción controlada), y la sulfatación o cloración. La tostación dependede la difusión de las especies químicas a través de los productos y hacia el frente de la reacción en cada partícula. Para auxiliar a la difusión, debe haber una corriente de aire para mantener a un valor pequeño la presión parcial de los productos gaseosos en el exterior de las partículas. [2]

Entre los estudios cinéticos de tostación de cobre encontramos la cinética de tostación...
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